JPH06614Y2 - 燃料センサの異常診断装置 - Google Patents

燃料センサの異常診断装置

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JPH06614Y2
JPH06614Y2 JP6330588U JP6330588U JPH06614Y2 JP H06614 Y2 JPH06614 Y2 JP H06614Y2 JP 6330588 U JP6330588 U JP 6330588U JP 6330588 U JP6330588 U JP 6330588U JP H06614 Y2 JPH06614 Y2 JP H06614Y2
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寿男 広田
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【考案の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本考案は、内燃機関等において異種類の燃料、例えばガ
ソリンとアルコールとを切り換えて、若しくは混合して
使用する場合に、燃料の種類若しくは混合割合を検出す
る燃料センサの異常を診断する装置に関する。
<従来の技術> 近年、消費資源分散化のため、ガソリンとアルコール
(メタノール、エタノール等)とを切り換えて使用した
り、ガソリンとアルコールとの混合燃料を使用すること
のできる内燃機関の開発が進められている。
この場合、使用される燃料の種類若しくは混合燃料の混
合割合を検出する必要があり、該検出用の代表的な燃料
センサとしては、静電容量型燃料センサが開発されてい
る(特開昭56−98540号等参照)。
上記燃料センサによる検出の概要を説明すると、燃料中
に間隙を隔てて配設された一対の電極を浸したとき、該
電極間の静電容量が燃料の種類若しくは混合割合に応じ
て変化する。これは、燃料の種類によって誘電率が異な
る(ガソリン:2.1,アルコール:34.0)ためである。
そこで、前記電極に通電して静電容量を検出することに
より、燃料の種類若しくは混合燃料の混合割合を検出で
きるのである。
<考案が解決しようとする課題> ところで、かかる燃料センサに異常が発生し、燃料の種
類又は、混合割合を誤検出すると、該検出値に応じて設
定される燃料供給量や、点火時期等の制御が損なわれ、
ひいては機関運転性能が損なわれることとなるが、従来
かかる燃料センサの異常検出は行われていなかった。
本考案は、このような従来の問題に鑑みなされたもの
で、燃料センサの異常を的確に検出できる構成とした燃
料センサの異常診断装置を提供することを目的とする。
<課題を解決するための手段> このため本考案は、第1図に示すように、機関に供給さ
れる燃料の種類若しくは混合された異種類の燃料の混合
割合を検出する燃料センサからの検出信号を処理する装
置において、機関の始動が検出されたときに前記燃料セ
ンサによる検出を開始し、この検出値の変化量が略一定
以下となったときに検出値が安定する状態になったと判
定する安定状態判定手段と、該安定状態判定手段による
安定状態判定後、燃料センサによる検出値または該検出
値に基づく制御量によって燃料センサの異常を検出する
異常検出手段と、を備えて構成する。
<作用> 給油を行って燃料の種類が切り換えられ、あるいは混合
割合が変わると、機関の始動後に検出を開始する燃料セ
ンサの検出値の変化量が略一定以下となったことを安定
状態検出手段によって検出したときに、給油後の新たな
燃料の性状が検出されることとなる。
したがって、その後に燃料センサからの検出値が大きく
変化したり、検出値に基づく制御量が正常でなかったり
した場合には、当該状態が異常検出手段により検出され
燃料センサが異常であると検出される。
<実施例> 以下に、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。
一実施例の構成を示す第2図において、静電容量型の燃
料センサ1は、図示しない内燃機関の燃料通路の末端部
(後述する燃料噴射弁近傍)の燃料中に電極を浸して配
設する。
前記燃料センサ1は、マイクロコンピュータ11からの出
力に応じて通電され、該通電時に検出された燃料混合割
合の信号は、マイクロコンピュータ11に出力される。
前記マイクロコンピュータ11には、この他エンジンキー
スイッチ2から、イグニッションON,OFF信号、ス
タータON,OFF信号、クランク角センサ3からの機
関回転数信号、エアフローメータ4からの吸入空気流量
信号、水温スイッチ5からの冷却水温度信号、排気通路
中に装着され空燃比検出のため排気中酸素濃度を検出す
るO2センサ6からの排気中酸素濃度信号、燃料タンク
に装着され燃料の残量を検出する残量センサ8からの信
号等が出力される。
マイクロコンピュータ11は、I/O11A,CPU11B,
ROM11C,RAM11D,不揮発性RAM11Eを備えて
構成され、前記各種センサ類からの信号に基づいて燃料
噴射量を演算し、機関の吸気系に装着された燃料噴射弁
7に燃料噴射信号を出力すると共に、後述するようにし
て燃料センサ1の通電制御及び異常検出を行い、該異常
検出時には、警報灯9を点灯するようになっている。
次に、上記マイクロコンピュータ11によって行われる燃
料センサ1の通電制御及び異常検出の各種実施例を第3
図〜第5図に基づいて説明する。
第3図は、燃料センサ1の異常検出を検出値の変化状態
に基づいて検出するようにしたものを示す。
ステップ1では、スタータON,OFF信号を入力し
て、スタータがONとされたか否かを判定する。
ステップ(図ではSと記す)1でスタータがONと判定
された場合はステップ2へ進み、燃料センサ1への通電
を開始する。
ステップ3では、無条件で所定時間TO(例えば30
秒)静電容量型燃料センサ1への通電を継続する。これ
は、燃料通路中に残留していた元の燃料が消費し尽くさ
れるまでの間は燃料センサ1で検出される燃料の混合割
合は変化しないので、変化するまでの間変化状態の検出
を保留するためである。
次いでステップ4へ進み、燃料センサ1から入力した信
号に基づいて燃料の混合割合ALCNを演算によって検
出する。
ステップ5では、前回運転時に不揮発性RAM11Eに記
憶されている燃料の混合割合の検出値ALCOを入力す
る。
ステップ6では、前記ALCNとALCOとの偏差ΔAL
Cを演算する。
次いで、ステップ7では前記偏差ΔALCの絶対値が所
定値C1以下となったか否かを判定する。
そして、C1より大と判定されたときはステップ8へ進
み、今回のALCNを前回値ALCOとして置き換えた上
でステップ4へ戻る。尚、ステップ1〜ステップ8まで
の機能が安定状態判定手段に相当する。
また、C1以下と判定されたときは、ステップ9へ進ん
で所定時間T1燃料センサ1への通電を停止した後、ス
テップ10へ進んで燃料センサ1へ短時間通電を行い、
ステップ11で燃料センサ1からの検出値ALCNと不揮
発性RAM11Eに記憶されている前回の検出値ALCO
との偏差ΔALCを演算する。
次いでステップ12へ進み、偏差ΔALCの絶対値が所定
値C2以下であるか否かを判定する。
2以下と判定されたときは、検出値が安定に保たれて
おり、燃料センサ1は正常であると判定してステップ13
へ進み、ALCNを前回値ALCOとして置き換えた上で
ステップ9へ戻り、所定時間T1毎の通電を繰り返す。
ここで、ステップ11〜ステップ13までの機能が異常検出
手段に相当する。
そして、かかるインターバル通電毎に演算される偏差Δ
ALCが所定値C2を上回ったときは、燃料センサ1の
異常によるものと判定し、ステップ14へ進んでマイクロ
コンピュータ11に接続された警報灯9を点灯して警報を
発する。
即ち、給油後検出される燃料の混合割合が一旦安定した
後は、変化しないはずであるのに、変化を検出したとき
は、燃料センサ1の異常であると判断し、該異常を警報
することにより、新しい燃料センサと交換して対処する
ことができる。
第4図は、燃料センサ1の異常検出を燃料センサ1の検
出値に基づく空燃比のフィードバック制御における制御
量によって行い、かつ、該異常検出時に燃料センサ1の
検出値を修正学習するようにした実施例を示したもので
ある。
ステップ21〜ステップ28までの燃料センサ1の検出値の
安定状態の判定(安定状態判定手段に相当する)は、第
3図のステップ1〜ステップ8までと同様に行われる。
ステップ28までで燃料センサ1の安定状態を判定した後
は、ステップ29へ進んで燃料センサ1への通電を停止し
た後ステップ30へ進み、O2センサ6の検出値に基づく
空燃比フィードバック制御が行われているか否かを判定
する。これは、空燃比フィードバック制御中にフラグを
立てておくことにより、判定できる。
ステップ31では、定常運転状態であるか否かを例えば、
クランク角センサ3によって検出される機関回転数Nと
エアフローメータ4によって検出される吸入空気流量Q
とに基づいて設定される基本燃料噴射量TPの変化量Δ
Pの絶対値が所定値C3以下であるか否か等によって判
定する。
定常運転状態と判定されたときは、ステップ32以降に進
んで燃料センサ1の異常検出と、異常検出時の修正学習
を行う。
ここで、空燃比フィードバック制御の概要を説明する
と、O2センサ6は排気中酸素濃度に感応して、空燃比
が目標値である理論空燃比よりリッチ(濃い)であると
きは、出力がHレベルとなり、リーン(薄い)であると
きは、出力がLレベルとなる。そこで、リッチ検出時は
空燃比をリーン化すべく燃料噴射量を減少させるため、
空燃比フィードバック補正係数αを漸減させ、リーン検
出時は空燃比をリッチ化すべく燃料噴射量を増大させる
ため、空燃比フィードバック補正係数αを増大させる。
したがって、空燃比フィードバック制御時は、空燃比が
リッチ状態とリーン状態のときが交互に一定の周期で繰
り返されることになる。そして、燃料センサ1が燃料の
混合割合を正常に検出しているときは、該検出値に基づ
いて前記燃料の基本噴射量TPは理論空燃比に対応して
設定されるので、空燃比フィードバック制御において空
燃比は、リッチとなる時間割合とリーンとなる時間割合
とは等しくなる。ところが、燃料センサ1が異常であっ
て、例えば、ガソリンとアルコールとの混合燃料使用時
に、実際にはアルコールの割合が20%であるのに、50%
であると誤検出した場合には、ガソリン100%燃料使用
時の理論空燃比が14.7であるのに対し、アルコール100
%燃料使用時の理論空燃比が7.7であり、アルコールの
割合が増大するほど噴射量を大きく設定することとなる
ので、必要量より噴射量が増大して設定されてしまう。
この場合、空燃比フィードバック補正係数αは空燃比の
リッチ状態検出時には、前記したように漸減されるが、
空燃比フィードバック制御の異常防止用に最大値及び最
小値が設定されている。ところが当然のことながら、こ
の最大値及び最小値は基本燃料噴射量TPが理論空燃比
相当値に設定されているときに対応して設定されている
ため、前記の場合のように基本燃料噴射量TPが大き目
に誤って設定されているときには、空燃比フィードバッ
ク補正係数αは、最小値に達して頭打ちとなるため、リ
ーン方向に補正されている時間、つまり空燃比がリッチ
状態である時間が長引くこととなる。一方、リーン状態
検出時は空燃比フィードバック補正係数αは、基本燃料
噴射量TPが大きいので最大値に達することなく、リッ
チ状態が検出されるまで増大し続けるのでリーン時間が
長引くことはない。したがって、全体的に見ると空燃比
はリッチ時間割合が大きく、リッチ側に制御されること
となって、運転性能や排気エミッション特性が損なわれ
ることとなる。
逆に、燃料センサ1がアルコールの割合を実際より大き
く誤検出した場合は、前記とは逆にリーン時間が長引い
て同じく運転性能や排気エミッション特性が損なわれる
こととなる。
そこで、本実施例においては空燃比がリッチ状態(また
はリーン状態)である時間割合をO2センサ6の出力が
Hレベル(またはLレベル)となっている時間割合を検
出することによって検出し、これに基づいて燃料センサ
1の異常検出を行い、異常検出時には、燃料センサ1の
検出値を修正学習することによって、リッチ、リーンの
時間割合を均等化するフェールセーフ制御を行う。
まず、ステップ32では、リッチ時間割合δが20%未満か
否かを判定する。
そして、20%未満と判定されたときは、燃料センサ1が
アルコールの割合を少なく誤検出していると判定してス
テップ33へ進み、警報器9を点灯して警報を行うと共
に、アルコールを基準とする検出値ALCNを所定量Δ
A増大させる。かかる検出値ALCNの増大修正によっ
て基本燃料噴射量TPが増大し、これによってリッチ時
間割合δが増大する。そして、ステップ34へ進み、リッ
チ時間割合δが40%未満であるか否かを判定し、リッチ
時間割合δが40%以上となるまでステップ33に戻って検
出値ALCNを所定量ΔAずつ増大する制御を繰り返
す。
このようにしてリッチ時間割合δが40%以上となった後
またはステップ32でリッチ時間割合δが20%以上である
と判定されたときは、ステップ35へ進み、今度はリッチ
時間割合δが80%を超えるか否かを判定する。
リッチ時間割合δが80%を超えると判定されたときは、
燃料センサ1がアルコールの割合を大きく誤検出してい
ると判断し、警報器9を点灯して警報を行うと共に、ス
テップ36へ進み検出値ALCNを所定量ΔA減少させ
る。かかる検出値ALCNの減少修正によって基本燃料
噴射量TPが減少させ、リッチ時間割合δが減少する。
そして、ステップ37へ進み、リッチ時間割合δが60%未
満であるか否かを判定し、リッチ時間割合δが60%以上
となるまでステップ37に戻って検出値ALCNを所定量
ΔAずつ増大する制御を繰り返す。
60%以下となるまで検出値ALCNを所定量ΔAずつ減
少する制御を繰り返す。
このようにしてリッチ時間割合δが60%未満となった後
またはステップ35でリッチ時間割合δが80%未満である
と判定されたときに当該制御を終了する。尚、ステップ
30〜ステップ37までの機能が異常検出手段に相当する。
このようにすれば、燃料センサ1の異常検出時は、リッ
チ時間割合δが40%〜60%の範囲となるように修正学習
されるため、空燃比を理論空燃比近傍に近づけるように
フェールセーフ制御が行われ運転性及び排気エミッショ
ン特性を改善することができる。
なお、燃料センサ1への通電を給油の有無を判定し(例
えば残量センサ8により、検出される燃料残量の変化に
よって検出)、給油後のみ行うようにしてもよく、燃料
センサ1の電極の通電による消耗を可及的に抑制でき
る。
<考案の効果> 以上説明したように、本考案によれば、始動後に燃料の
混合割合の検出値が安定した後に燃料センサの異常の有
無を検出する構成としたから、異常の発生を的確に検出
でき、該異常に迅速に対処でき、もって機関の運転性、
排気エミッション等の低下を抑制できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本考案の構成を示すブロック図、第2図は、
本考案の一実施例のハードウエア構成を示す図、第3図
及び第4図は、それぞれ異常検出及び異常検出とこれに
基づくフェールセーフ制御を行う実施例を示すフローチ
ャートである。 1…燃料センサ 2…エンジンキースイッチ 6…
2センサ 8…残量センサ 9…警報灯 11
…マイクロコンピュータ

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】機関に供給される燃料の種類若しくは混合
    された異種類の燃料の混合割合を検出する燃料センサか
    らの検出信号を処理する装置において、機関の始動が検
    出されたときに前記燃料センサによる検出を開始し、こ
    の検出値の変化量が略一定以下となったときに検出値が
    安定する状態になったと判定する安定状態判定手段と、
    該安定状態判定手段による安定状態判定後、燃料センサ
    による検出値または該検出値に基づく制御量によって燃
    料センサの異常を検出する異常検出手段と、を備えて構
    成したことを特徴とする燃料センサの異常診断装置。
JP6330588U 1988-05-16 1988-05-16 燃料センサの異常診断装置 Expired - Lifetime JPH06614Y2 (ja)

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